专利名称：新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置的制作方法
技术领域：
本发明属于卷烟燃吸指标检测技术领域，具体涉及一种新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置。
背景技术：
卷烟本身看作一个复杂的反应器，在其内部发生燃烧、裂解等一系列化学反应，卷烟燃烧锥内部温度分布是影响烟气成分生成的重要因素，测定卷烟燃吸过程中温度分布对研究卷烟烟气气溶胶的形成、传递以及最终烟气的组成都具有重要意义。对于温度分布检测，前人做了大量的工作，所形成的一些检测装置与方法正逐步走向成熟。由郑州烟草研究院申请且已授权的发明专利(201010564676. 5)提到一种卷烟燃吸温度分布检测部件的制作装置，包括温度传感器自动进位装置、温度传感器进位深入限位装置、卷烟夹持装置组合而成，各装置之间通过自动控制系统相互连接。优点在于1、实现了卷烟燃吸温度分布检测用检测部件制作的自动化；2、能够精确控制温度传感器在被测卷烟中的位置；3、温度传感器组的远距离插入不影响卷烟燃吸过程中空气在卷烟周围的自然对流，同时与吸烟机配合插件设计不影响通风滤嘴的吸烟结果；4、温度传感器组的模块化、预打孔和自动的快速插入设计降低了制作过程中对温度传感器损害；5、能够与各种类型的吸烟机较好匹配；6、一体化的温度传感器组真正实现了检测过程安装时的即插即用。不足之处在于1、温度传感器的轴向位置及其间隔无法自由控制；2、快速撞击式预打孔在烟支含水率稍高时易导致卷烟变形；3、当烟支发生变形或使用更细的温度传感器时自动快速插入易导致整组温度传感器损坏。由郑州烟草研究院申请且已授权的发明专利(201010564689. 2)提到一种卷烟燃吸温度分布检测仪及其自动控制方法，开发了温度分布检测装置和该检测装置的自动控制系统，自动控制系统是由操作面板、PLC、PLC执行单元、感应元件以及受控制程序支配的电磁阀驱动气缸系统组成，所述温度分布检测装置包括温度传感器自动进位装置、温度传感器进位深度限位装置和与吸烟机匹配的卷烟夹持装置。优点在于PLC、计算机以及与吸烟机的配合使用(联用)实现了卷烟燃吸温度分布检测的自动化，能够精确控制温度传感器在被测卷烟中的位置，提供了一种自动化程度较高的卷烟燃吸温度分布检测仪及其自动控制 方法，可满足研究者和质量检测人员检测卷烟燃吸过程中温度分布的需要。由郑州烟草研究院申请且已授权的发明专利(201010564712. 8)提到一种卷烟燃吸温度分布检测的数据采集、控制方法及其系统，通过n组温度传感器组、补偿导线、信号调理模块、高速采集卡、计算机及测试控制软件、吸烟机、感应元件组合实现。本发明的优点是提供了一种与吸烟机运行程序联用的卷烟燃吸温度分布检测的数据采集、控制方法，可满足研究者和质量检测人员检测卷烟燃吸过程中温度分布的需要，数据采集与控制系统的设计实现了准确、快速、稳定、无衰减数据采集，同时能够根据用户需要设定采集的工艺参数，实现了该检测仪与吸烟机的工作条件的有效联用，克服了人为操作中对检测结果的影响。综上所述，前人开发的控制方法及其系统已趋于成熟，使用效果表现良好，但检测装置硬件尤其是预打孔部分在处理某些烟支时表现不理想，主要存在以下关键问题1、温度传感器的轴向位置及其间隔无法自由控制；2、撞击式预打孔在烟支含水率稍高时易导致卷烟变形；3、当烟支发生变形或使用更细的温度传感器时自动快速插入易导致整组温度传感器损坏
发明内容
本发明的目的正是基于上述现有技术所存在的问题而提供一种新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置。主要是针对卷烟预打孔部分进行的改进，进而实现预打孔位置、数量及间距的精确控制，保证预打孔过程中卷烟不变形，提高实验结果的重复性以及延长温度传感器的使用寿命。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
本发明的新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置，包括卷烟预打孔及温度传感器进位单元、卷烟夹持器及其固定单元、卷烟吸附固定单元组合而成，各单元均与自动控制系统电连接或信号连接；
所述卷烟预打孔及温度传感器进位单元包括基座、设置在基座上的预打孔部件、烟支轴向距离红外探测器和温度传感器进位组件；预打孔部件由预打孔部件底架、预打孔钻头和用于驱动钻头的气缸构成；温度传感器进位组件由温度传感器、温度传感器连杆、温度传感器模块、模块卡槽、模块压板和传感器插入深度控制螺旋测微器组成；基座整体可在磁电机部件驱动下沿夹持器轴向方向水平位移，预打孔钻头水平位置与温度传感器水平位置相同；
所述卷烟夹持器及其固定单元包括固定底座、设置在固定底座上的卷烟夹持器、被测烟支、卷烟夹持器与温度传感器模块连杆、卷烟夹持器与吸烟机连接部件、卷烟夹持器紧缩装置和卷烟夹持器感应部件组成；
所述卷烟吸附固定单元包括支架、安装在支架上部的卷烟吸附固定器和负压接头构成，负压接头可与外部负压抽吸装置连接。在本发明中，所述自动控制系统由操作面板、PLC、PLC执行单元以及与PLC执行单元电连接或信号连接的气缸、气动马达、磁电机、红外探测器及卷烟夹持器感应部件共同构成。本发明的工作步骤是首先将待测烟支插入卷烟夹持器中，将卷烟夹持器连同待测烟支放置在夹持器固定单元中，夹持器固定单元中的感应部件检测到卷烟夹持器后，卷烟夹持器紧缩装置启动，自动锁紧卷烟夹持器。同时启动卷烟吸附固定单元，将卷烟吸附锁紧固定；在操作面板中设置预打孔轴向位置及间隔，按键启动自动预打孔，预打孔单元开始工作，在卷烟设定位置打入被测卷烟半径深度的导向孔，打孔完成后预打孔单元在磁电机的驱动下回到特定位置；将温度传感器放置于温度传感器模块卡槽上，利用温度传感器模块固定件将其固定；旋转插入深度控制螺旋测微器，按实验需求深度将温度传感器插入卷烟烟支；利用连杆紧固件将温度传感器模块与卷烟夹持器连接成一个整体；制作完成后，制作装置的卷烟吸附固定单元与夹烟器固定单元自动解锁，将连接好的夹烟器、温度传感器模块与待测卷烟一起转移安装至吸烟机。本发明中所述新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置的自动控制系统通过操作面板、PLC、电磁阀、气缸、气动马达、磁电机、红外定位探头及感应元件组合实现。其工作过程可描述为首先对新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置通过PLC编制控制程序；其次操作面板执行控制程序；红外定位探头及感应单元件将信号传输给控制程序；控制程序通过控制电磁阀驱动气缸、气动马达、磁电机等实现需要执行的动作。本发明具有如下优点
I、对卷烟预打孔的轴向位置、预打孔数量、预打孔间距能够精确控制，通过配合使用不同型号的温度传感器模块可满足多种实验需求。2、卷烟预打孔工作方式为高速钻孔，可保证在预打孔过程中卷烟不变形，更易于后续工作过程中温度传感器的插入及提高实验结果的重复性。3、温度传感器组通过旋转螺旋测微器插入卷烟，径向插入精度为0. 01mm，且温度传感器插入之前可通过控制面板对轴向位置进行微调，使温度传感器与导向孔一一对应，最大限度降低对温度传感器损害，延长其使用寿命。
图I为卷烟卷烟预打孔及温度传感器进位单元结构图，其中D为轴测图，A、B、C分别为D的A、B、C向视图。图I中1_1、基座，1-2、气缸，1-3、预打孔钻头，1-4、预打孔部件底架，1-5、温度传感器，1-6、烟支轴向距离红外探测器，1-7、温度传感器连杆，1-8、温度传感器模块，1-9、传感器插入深度控制螺旋测微器，1-10、温度传感器模块压板，1-11温度传感器模块卡槽，1-12、磁电机。图2为卷烟夹持器及其固定单元结构图，其中D为轴测图，A、B、C分别为D的A、
B、C向视图。图2中2_1、固定底座，2-2、卷烟夹持器，2-3、卷烟夹持器与温度传感器模块连杆，2-4、卷烟夹持器与吸烟机连接部件，2-5、被测烟支，2-6、卷烟夹持器紧缩装置，2-7、卷烟夹持器感应部件。图3为卷烟吸附固定单元结构图，其中D为轴测图，A、B、C分别为D的A、B、C向视图。图3中3_1、负压接头，3-2卷烟吸附固定器，3-3、支架。图4为本发明的卷烟燃吸温度分布检测仪卷烟制作装置结构示意图。图4中1、卷烟卷烟预打孔及温度传感器进位单元；2、卷烟夹持器感应及固定单元；3、卷烟吸附固定单元；4、可编程控制器(PLC) ;5、PLC执行单元；6、触屏操作面板。图5为本发明的自动控制原理框图具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细说明。本发明的新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置，包括卷烟预打孔及温度传感器进位单元(I)、卷烟夹持器及其固定单元(2)、卷烟吸附固定单元(3)组合而成，各单元均与自动控制系统电连接或信号连接。本发明实现的的工作过程是
结合图I-图5，首先将夹烟器(参见图2)从吸烟机上取下，取出上次实验所留烟蒂，插入下一支待测烟支2-5，将卷烟夹持器2-2连同待测烟支2-5放置在固定装置底座2-1中，固定装置底座自动感应部件2-7感应到夹烟器后，自动锁紧，同时启动卷烟吸附固定单元3中的卷烟吸附固定器3-2将烟支锁紧固定；设置好预打孔轴向位置及间隔，按键启动自动预打孔，预打孔单元(图I)中的气缸1-2、预打孔钻头1-3、烟支轴向距离红外探测器1-6开始工作，在卷烟设定位置打入被测卷烟半径深度的导向孔，打孔完成后预打孔单元在磁电机1-12的驱动下回到特定位置；将温度传感器模块1-8放置于温度传感器模块卡槽1-11上，用压板1-10固定；旋转螺旋测微器1-9，按实验需求深度将温度传感器1-5插入待测烟支2-5 ;利用紧固螺钉连杆将温度传感器模块1-8与夹烟器连接成一个整体；点击工作完成，制作装置的卷烟吸附固定单元3与夹烟器固定装置自动解锁，将连接好的夹烟器、温度传感器模块与待测卷烟一起转移安装至吸烟机。所述卷烟卷烟预打孔单元及温度传感器进位单元(图I)包括基座1-1、设置在基座上的预打孔部件、烟支轴向距离红外探测器1-6和温度传感器进位组件；预打孔部件由预打孔部件底架1-4、预打孔钻头1-3、用于驱动钻头的气缸1-2构成；温度传感器进位组件由温度传感器1-5、温度传感器连杆1-7、温度传感器模块1-8、模块卡槽1-11、模块压板1-10和传感器插入深度控制螺旋测微器1-9组成；基座1-1整体可在磁电机1-12沿卷烟夹持器轴向方向水平位移，预打孔钻头1-3水平位置与温度传感器1-5水平位置相同。本发明实现的工作过程是启动触屏操作面板6，点击开始工作，首先卷烟预打孔钻头1-3在磁电机1-12驱动下回归零点；然后装入夹烟器，固定底座的物体感应部件2-7将感应到该夹烟器的存在，将其锁紧；设置预打孔的轴向位置、针孔间距及打孔个数，点击自动预打孔，红外探测器1-6自检测到卷烟端面开始计量磁电机运行距离，到达设定位置时预打孔钻头1-3开始高速旋转，预打孔气缸1-2推动打孔钻头在卷烟上钻出设定数量与间距的导向孔，工作完成后磁电机回归至特定位置；将温度传感器模块1-8放置在模块卡槽1-11内固定，旋转螺旋测微器1-9，使温度传感器1-5径向插入卷烟一定深度，利用紧固螺钉和连杆2-3将夹烟器2-2与温度传感器模块1-8固定，点击工作完成，制作装置的吸附及紧锁解除，该装置的工作过程结束。所述卷烟夹持器及其固定单元2包括固定底座2-1、设置在固定底座上的卷烟夹持器2-2、被测烟支2-5、卷烟夹持器与温度传感器模块连杆2-3、卷烟夹持器与吸烟机连接部件2-4、卷烟夹持器紧缩装置2-6和卷烟夹持器感应部件2-7组成。该装置的工作过程可描述为，将夹烟器从吸烟机上取下，取出烟蒂插入下一支被测烟支2-5，一同放置于固定底座2-1中，该装置的物体感应部件2-7感应到夹烟器2-2后，自动锁紧，在控制程序的指导 下，完成预打孔、定位，温度传感器模块定量插入等步骤后，将夹持器与温度传感器模块用连杆2-3连接，解除锁紧，将夹烟器与温度传感器一同安装之吸烟机，该装置的工作过程结束。本发明中所述温度分布检测部件制作装置的自动控制系统通过操作面板(6)、PLC
(4)、PLC执行单元(5)、预打孔气缸2-2、预打孔钻头2-3、烟支轴向距离红外探测器2-6、磁电机1-12及感应部件2-7等组合实现。其工作过程可描述为(参见图4和图5):首先对温度分布检测部件件制作装置通过PLC编制控制程序；其次通过触屏操作面板执行控制程序；烟支轴向距离红外探测器1-6及感应部件2-7将信号传输给控制程序；控制程序通过PLC执行单元、预打孔气缸2-2、预打孔钻头2-3等实现需要执行的动作。·
权利要求
1.一种新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置，其特征在于它包括卷烟预打孔及温度传感器进位单元(I)、卷烟夹持器及其固定单元(2)、卷烟吸附固定单元(3)组合而成，各单元均与自动控制系统电连接或信号连接； 所述卷烟预打孔及温度传感器进位单元包括基座(1-1)、设置在基座上的预打孔部件、烟支轴向距离红外探测器(1-6)和温度传感器进位组件；预打孔部件由预打孔部件底架(1-4)、预打孔钻头(1-3)和用于驱动钻头的气缸(1-2)构成；温度传感器进位组件由温度传感器(1-5)、温度传感器连杆(1-7)、温度传感器模块(1-8)、模块卡槽(1-11)、模块压板(1-10)和传感器插入深度控制螺旋测微器(1-9)组成；基座(1-1)整体可在磁电机(1-12)部件驱动下沿夹持器轴向方向水平位移，预打孔钻头(1-3)水平位置与温度传感器(1-5)水平位置相同； 所述卷烟夹持器及其固定单元(2)包括固定底座(2-1)、设置在固定底座上的卷烟夹持器(2-2)、被测烟支(2-5)、卷烟夹持器与温度传感器模块连杆(2-3)、卷烟夹持器与吸烟机连接部件(2-4)、卷烟夹持器紧缩装置(2-6)和卷烟夹持器感应部件(2-7)组成； 所述卷烟吸附固定单元⑶包括支架(3-3)、安装在支架上部的卷烟吸附固定器(3-2)、和负压接头(3-1)构成，负压接头可与外部负压抽吸装置连接。
2.根据权利要求I所述的新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置，其特征在于所述自动控制系统由操作面板(6)、PLC (4)、PLC执行单元(5)以及与PLC执行单元(5)电连接或信号连接的气缸(1-7)、气动马达(1-8)、磁电机、红外探测器(1-6)及卷烟夹持器感应部件(2-7)共同构成。
全文摘要
新型卷烟燃吸温度检测部件制作装置，包括卷烟预打孔及温度传感器进位单元(1)、卷烟夹持器及其固定单元(2)、卷烟吸附固定单元(3)组合而成，各单元均与自动控制系统电连接或信号连接。其优点如下1、对卷烟预打孔的轴向位置、数量、间距能够精确控制，通过配合使用不同型号的温度传感器模块可满足多种实验需求。2、卷烟预打孔工作方式为高速钻孔，可保证在预打孔过程中卷烟不变形，更易于后续工作过程中温度传感器的插入及提高实验结果的重复性。3、温度传感器组通过旋转螺旋测微器插入卷烟，径向插入精度为0.01mm，且温度传感器插入之前可通过控制面板对轴向位置进行微调，使温度传感器与导向孔一一对应，降低对温度传感器损害，延长其使用寿命。
文档编号G01K13/00GK102680141SQ20121017227
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者刘晓萍, 刘民昌, 李斌, 王兵, 秦国鑫 申请人:中国烟草总公司郑州烟草研究院